(57)【要約】【課題】ギガビット速度のイーサネット（登録商標）の通信方式を適用した受動型光ネットワーク（ＰＯＮ）に関し、ＩＴＵ−Ｔ及びＩＥＥＥの標準規格を基に、ＳＤＨフレームを導入し、ＩＥＥＥベースのイーサネット（登録商標）サービスの導入を容易にし、また、簡易なダイナミック帯域割り当てを可能にする。【解決手段】局側の端局装置（ＯＬＴ）から加入者側の終端装置（ＯＮＵ）への下り方向の伝送フレームにＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームを使用し、該ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのセクションオーバヘッド（ＳＯＨ）部分にＰＯＮのオーバヘッドを格納し、該ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのペイロード部分にイーサネット（登録商標）フレームを収容し、イーサネット（登録商標）フレームのプリアンブルのＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）フィールドに、加入者側の終端装置（ＯＮＵ）向けの論理宛て先を設定する。【選択図】      図３
2006237769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動型光ネットワーク（ＰＯＮ）システムにおいて、
局側の端局装置（ＯＬＴ）から加入者側の終端装置（ＯＮＵ）への下り方向の伝送フレームにＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームを使用し、該ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのセクションオーバヘッド（ＳＯＨ）部分にＰＯＮのオーバヘッドを格納し、該ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのペイロード部分にイーサネット（登録商標）フレームを収容し、イーサネット（登録商標）フレームのプリアンブルのＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）フィールドに、加入者側の終端装置（ＯＮＵ）向けの論理宛て先を設定することを特徴とする受動型光ネットワークシステム。
【請求項２】
前記下り方向の伝送フレームのペイロード部分に収容されるイーサネット（登録商標）フレームに、前記ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）宛てに、加入者側の終端装置（ＯＮＵ）から局側の端局装置（ＯＬＴ）への上り方向の伝送フレームの送出開始時刻及び送出時間を指示するゲートパケットを含め、加入者側の終端装置（ＯＮＵ）は、該ゲートパケットで指示される送出開始時刻及び送出時間に従い、上り方向の伝送フレームを送出することを特徴とする請求項１に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項３】
前記下り方向の伝送フレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、通常のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームで処理されるフレーム同期用のバイト及び誤り監視用のバイトを収容し、下り方向の伝送フレームのペイロード部分に対して、通常のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームで処理されるスクランブル処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項４】
前記下り方向の伝送フレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、所定の伝送帯域を単位とした、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送フレームの帯域と、送出許可時刻とを指示す上り帯域制御用バイトを新たに定義して割り当て、該上り帯域制御用バイトを、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームの送出周期毎に更新することを特徴とする請求項１に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項５】
前記所定の伝送帯域を単位とした、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送フレームの帯域を制御する上り帯域制御用バイトを、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送帯域の割り当ての要求量に応じ、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームの送出周期毎に更新し、該割り当ての要求量が割り当て可能な帯域を越える場合、該加入者側の終端装置（ＯＮＵ）のサービス要求レベル応じて、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）での公平性を保ちながら帯域を動的に割り当て、割り当て可能な帯域に余りが生じている場合は、通信可能な状態になった加入者側の終端装置（ＯＮＵ）の帯域を確保し、割り当て可能な残り帯域を各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）の要求に応じて最大許可帯域を越えない範囲で割り当てることを特徴とする請求項４に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項６】
前記下り方向の伝送フレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）と局側の端局装置（ＯＬＴ）とで個別に監視制御情報のやり取りを行う領域を具備し、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向の伝送フレームに、局側の端局装置（ＯＬＴ）と個別に監視制御情報のやり取りを行う領域をＰＯＮオーバヘッドに具備したことを特徴とする前記請求項１に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項７】
各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向の伝送フレームは、ＰＯＮオーバヘッド部分とペイロード部分とから成り、ＰＯＮオーバヘッド部分は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるガードタイム、レーザｏｎ／ｏｆｆ時間、ＯＬＴ受信器ｓｅｔ−ｕｐ時間、クロック抽出時間、バイト位相抽出デリミッター時間から成り、ペイロード部分は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるイーサネット（登録商標）パケット（プリアンブル含む）を収容し、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送のパケット送出許可の指示に際して、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）が複数の論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を有する場合、論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）の異なるパケットを複数収容して転送することを特徴とする請求項１に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項８】
前記下り方向の伝送フレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、前記上り帯域制御用バイトを定義して割り当てる際に、同一の加入者側の終端装置（ＯＮＵ）に連続した上り帯域を割り当てた場合に、前記上り帯域制御用バイトに連続して同一の加入者側の終端装置（ＯＮＵ）の番号を割り当て、該加入者側の終端装置（ＯＮＵ）が送出する上り方向パケットの後続するパケットではＰＯＮオーバヘッドを省略して送出することを特徴とする請求項４に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項９】
ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのペイロード部分に収容するイーサネット（登録商標）フレームとして、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．３で定義されるオーバヘッドを有し、ポートＩＤをＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）相当の加入者側の終端装置（ＯＮＵ）向けの論理宛て先とすることを特徴とする請求項１に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項１０】
各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向の伝送フレームは、ＰＯＮオーバヘッド部分とペイロード部分とから成り、ＰＯＮオーバヘッド部分は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．２で規定されるプログラム設定可能なガードタイム、受信器ｓｅｔ−ｕｐ時間、クロック抽出時間、バイト位相抽出デリミッター時間から成り、ペイロード部分は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．３で定義されるオーバヘッドを有するイーサネット（登録商標）パケット（プリアンブル含まない）を収容し、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送のパケット送出許可の指示に際して、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）が複数のポートＩＤを持つ場合、ポートＩＤの異なるパケットを複数収容して転送することを特徴とする請求項１に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項１１】
局側の端局装置（ＯＬＴ）と各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）との間で、常時使用可能な時分割多重（ＴＤＭ）信号を、下り方向の伝送ではＰＯＮのオーバヘッドの領域に、上り方向の伝送ではＰＯＮのオーバヘッド又はペイロードに定義して伝送することを特徴とする請求項１に記載の受動型光ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側の端局装置（ＯＬＴ：Optical Line Termination）と加入者側の終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）との間を、光受動素子（光分岐素子）を用いて接続した受動型光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）システムに関し、特に、ギガビット伝送ＰＯＮにおける、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ（Synchronous Digital Hierarchy / Synchronous Optical NETwork）フレームを利用したイーサ（登録商標）フレームの伝送制御方式に係る。ここで、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴは、Ｂｅｌｌｃｏｒｅ社によって提案されたＳＯＮＥＴを、国際電気通信連合・電気通信標準化セクタ（ＩＴＵ−ＴＳ）がＳＤＨとして標準化した、光ファイバを用いた高速デジタル通信方式の国際規格である。
【背景技術】
【０００２】
光加入者系アクセスシステムには、ＯＬＴ−ＯＮＵ間を１対多（point-to-multipoint）で接続する構成として、受動型光ネットワーク（ＰＯＮ）システムが知られている。受動型光ネットワーク（ＰＯＮ）システムは、１つのＯＬＴと複数のＯＮＵとの間を光ファイバケーブル及び光受動素子（光カプラ）を用いて接続したシステムである。
【０００３】
ＰＯＮシステムは、ＯＬＴ−ＯＮＵ間（ＰＯＮ区間）をＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode：同期転送モード）方式で通信するＳＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）方式で通信するＡＴＭ−ＰＯＮ及びＢ−ＰＯＮ（Broadband PON）、並びにイーサネット（登録商標）方式で通信するＥ−ＰＯＮ（イーサネット（登録商標）ＰＯＮ）に大別される。
【０００４】
前者のＳＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ−ＰＯＮ及びＢ−ＰＯＮは、フルサービス指向のＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合・電気通信標準化セクタ）のＧ．９８２，Ｇ．９８３シリーズ等により勧告化されており、更にギガビット伝送用には、最近Ｇ．９８４シリーズとして勧告されている。Ｇ．９８４シリーズでは、これまでのＡＴＭセル形式に加え、ＧＦＰ（Generic Framing Procedure）を修正した形で、ＴＤＭ信号やパケットを転送することを可能としている。また、後者のＥ−ＰＯＮは、イーサネット（登録商標）パケット伝送を指向したもので、ギガビット伝送速度レベルで、１対多（point-to-multipoint）で接続する構成がＩＥＥＥ８０２．３ａｈとして標準化されている。
【０００５】
ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴからＯＮＵへの下り方向の伝送には、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing：時分割多重化）方式が採用され、一般に、ＯＬＴからフレームがブロードキャストされ、フレームの宛て先情報に基づき、該当するＯＮＵでフレームを取り込み、他方、ＯＮＵからＯＬＴへの上り方向の伝送には、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式が採用され、これは、複数のＯＮＵが一斉にフレームをＯＬＴに送出して光カプラ（ＯＮＵからのフレームを統合する箇所）でフレームの衝突が生じることを回避するためである。
【０００６】
ＴＤＭＡ方式を実現するために、ＯＬＴは、ＰＯＮ区間でのみ使用される制御フレームを各ＯＮＵへ適宜送信し、各ＯＮＵは、ＯＬＴからの制御フレームで指定された送信開始時刻及び送信期間を読み取り、該送信開始時刻から該送信期間にのみ、ＯＬＴにフレームを送信することが可能となる。従って、各ＯＮＵは、加入者端末から受信したフレームを送信開始時刻まで蓄積して待機し、該送信開始時刻から該送信期間に、蓄積しているフレームをＯＬＴへ送出する。
【０００７】
ギガビットＰＯＮ（高速ＰＯＮ光アクセスシステム（Ｇ−ＰＯＮ／ＧＥ−ＰＯＮ））の概要を図１０に示す。また、従来技術（ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４ｓｅｒｉｅｓ，ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ８０２．３ａｈ−２００４）と本発明との差異を図１１示す。同図の（ａ）はＧＥ−ＰＯＮ（ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ）、（ｂ）はＧ−ＰＯＮ（ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．ｘ）、（ｃ）は本発明のＰＯＮ方式である。
【０００８】
本発明に関連する先行技術文献として、加入者線終端装置がポーリングにより端末装置に対してタイムスロットを割り当てて通信を行う伝送システムにおけるタイムスロットのダイナミックな割り当て方式に関して下記の特許文献１に記載されている。また、網側装置に対して分岐した光伝送路等により複数の端末装置が接続され、端末装置からのポーリング要求情報に従って網側装置からポーリング情報を送出し、そのポーリング情報によって指定された端末装置からセル化した情報を送出するシステムにおいて、可変長パケットをタイムスロット対応にセル化して伝送する際の帯域割当方法及び帯域割当伝送に関して下記の特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特許第３４９０５８３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９６６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
経済的なＰＯＮシステムの構築を目指し、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈベースのＥ−ＰＯＮの普及が国内では急進展している。しかし、該Ｅ−ＰＯＮの上り・下りの伝送速度は、ギガビットイーサネット（登録商標）（ＧｂＥ：伝送路速度は１．２５Ｇｂｐｓ、情報速度は１Ｇｂｐｓ、ラインコードは８Ｂ１０Ｂ）の速度である。１０Ｇｂｐｓイーサネット（登録商標）は速度が速く、この速度の光信号を受信するＯＮＵ／ＯＬＴはまだ高価であり、ＰＯＮへの適用には不向きである。
【００１０】
一方、２．４Ｇｂｐｓの伝送速度のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴは、既に実績のあるネットワークとして汎用化している。しかし、イーサネット（登録商標）の伝送速度としては、１Ｇｂｐｓよりも高速のものは、１０Ｇｂｐｓが標準化されているだけである。そこで、イーサネット（登録商標）伝送をベースとした経済的な２．４ＧｂｐｓのＰＯＮの構築が望まれる。
【００１１】
ＩＴＵ−Ｔでは、２．４Ｇｂｐｓまでの通信を対象としてＧ．９８４シリーズとして勧告化が進んでいるが、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈベースのＬＳＩ化・実用化が先行しており、該ＩＥＥＥ８０２．３ａｈをベースとしたＰＯＮ方式が望まれている。また、各ＯＮＵの上り帯域設定やダイナミックな帯域割り当ての簡易化も望まれている。また、１００Ｍｂｐｓのメディアコンバータ（ＭＣ）を用い、１００ＭｂｐｓＭＡＸイーサネット（登録商標）パケットの局までの転送に対応した広帯域ＰＯＮ方式、更には、簡易な帯域保証及び従来の電話サービス等のＴＤＭ信号の固定割り当ても可能にすることが望まれている。
【００１２】
本発明は、ギガビット速度のイーサネット（登録商標）の通信方式を適用した受動型光ネットワーク（ＰＯＮ）を対象とし、ＩＴＵ−Ｔ及びＩＥＥＥの標準規格を基に、ＳＤＨフレームを導入し、ＩＥＥＥベースのイーサネット（登録商標）サービスの導入を容易にし、また、簡易なダイナミック帯域割り当てを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の受動型光ネットワークシステム（ＰＯＮ）は、（１）局側の端局装置（ＯＬＴ）から加入者側の終端装置（ＯＮＵ）への下り方向の伝送フレームにＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームを使用し、該ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのセクションオーバヘッド（ＳＯＨ）部分にＰＯＮのオーバヘッドを格納し、該ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのペイロード部分にイーサネット（登録商標）フレームを収容し、イーサネット（登録商標）フレームのプリアンブルのＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）フィールドに、加入者側の終端装置（ＯＮＵ）向けの論理宛て先を設定することを特徴とする。
【００１４】
また、（２）前記下り方向の伝送フレームのペイロード部分に収容されるイーサネット（登録商標）フレームに、前記ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）宛てに、加入者側の終端装置（ＯＮＵ）から局側の端局装置（ＯＬＴ）への上り方向の伝送フレームの送出開始時刻及び送出時間を指示するゲートパケットを含め、加入者側の終端装置（ＯＮＵ）は、該ゲートパケットで指示される送出開始時刻及び送出時間に従い、上り方向の伝送フレームを送出することを特徴とする。
【００１５】
また、（３）前記下り方向の伝送フレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、通常のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームで処理されるフレーム同期用のバイト及び誤り監視用のバイトを収容し、下り方向の伝送フレームのペイロード部分に対して、通常のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームで処理されるスクランブル処理を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、（４）前記下り方向の伝送フレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、所定の伝送帯域を単位とした、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送フレームの帯域と、送出許可時刻とを指示す上り帯域制御用バイトを新たに定義して割り当て、該上り帯域制御用バイトを、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームの送出周期毎に更新することを特徴とする。
【００１７】
また、（５）前記所定の伝送帯域を単位とした、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送フレームの帯域を制御する上り帯域制御用バイトを、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送帯域の割り当ての要求量に応じ、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームの送出周期毎に更新し、該割り当ての要求量が割り当て可能な帯域を越える場合、該加入者側の終端装置（ＯＮＵ）のサービス要求レベル応じて、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）での公平性を保ちながら帯域を動的に割り当て、割り当て可能な帯域に余りが生じている場合は、通信可能な状態になった加入者側の終端装置（ＯＮＵ）の帯域を確保し、割り当て可能な残り帯域を各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）の要求に応じて最大許可帯域を越えない範囲で割り当てることを特徴とする。
【００１８】
また、（６）前記下り方向の伝送フレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）と局側の端局装置（ＯＬＴ）とで個別に監視制御情報のやり取りを行う領域を具備し、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向の伝送フレームに、局側の端局装置（ＯＬＴ）と個別に監視制御情報のやり取りを行う領域をＰＯＮオーバヘッドに具備したことを特徴とする。
【００１９】
また、（７）各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向の伝送フレームは、ＰＯＮオーバヘッド部分とペイロード部分とから成り、ＰＯＮオーバヘッド部分は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるガードタイム、レーザｏｎ／ｏｆｆ時間、ＯＬＴ受信器ｓｅｔ−ｕｐ時間、クロック抽出時間、バイト位相抽出デリミッター時間から成り、ペイロード部分は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるイーサネット（登録商標）パケット（プリアンブル含む）を収容し、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送のパケット送出許可の指示に際して、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）が複数の論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を有する場合、論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）の異なるパケットを複数収容して転送することを特徴とする。
【００２０】
また、（８）前記下り方向の伝送フレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、前記上り帯域制御用バイトを定義して割り当てる際に、同一の加入者側の終端装置（ＯＮＵ）に連続した上り帯域を割り当てた場合に、前記上り帯域制御用バイトに連続して同一の加入者側の終端装置（ＯＮＵ）の番号を割り当て、該加入者側の終端装置（ＯＮＵ）が送出する上り方向パケットの後続するパケットではＰＯＮオーバヘッドを省略して送出することを特徴とする。
【００２１】
また、（９）ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのペイロード部分に収容するイーサネット（登録商標）フレームとして、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．３で定義されるオーバヘッドを有し、ポートＩＤをＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）相当の加入者側の終端装置（ＯＮＵ）向けの論理宛て先とすることを特徴とする。
【００２２】
また、（１０）各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向の伝送フレームは、ＰＯＮオーバヘッド部分とペイロード部分とから成り、ＰＯＮオーバヘッド部分は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．２で規定されるプログラム設定可能なガードタイム、受信器ｓｅｔ−ｕｐ時間、クロック抽出時間、バイト位相抽出デリミッター時間から成り、ペイロード部分は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．３で定義されるオーバヘッドを有するイーサネット（登録商標）パケット（プリアンブル含まない）を収容し、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送のパケット送出許可の指示に際して、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）が複数のポートＩＤを持つ場合、ポートＩＤの異なるパケットを複数収容して転送することを特徴とする。
【００２３】
また、（１１）局側の端局装置（ＯＬＴ）と各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）との間で、常時使用可能な時分割多重（ＴＤＭ）信号を、下り方向の伝送ではＰＯＮのオーバヘッドの領域に、上り方向の伝送ではＰＯＮのオーバヘッド又はペイロードに定義して伝送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
ＯＬＴからＯＮＵへの下り方向の伝送フレームにＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームを使用し、該ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのセクションオーバヘッド（ＳＯＨ）部分にＰＯＮのオーバヘッドを格納し、該ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのペイロード部分にイーサネット（登録商標）フレームを収容し、イーサネット（登録商標）フレームのプリアンブルのＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）フィールドに、加入者側の終端装置（ＯＮＵ）向けの論理宛て先を設定することにより、ＩＴＵ−Ｔ及びＩＥＥＥの標準規格を基にＳＤＨフレームを導入し、ＩＥＥＥベースのイーサネット（登録商標）サービスを容易に導入することができる。
【００２５】
また、下り方向の伝送フレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、所定の伝送帯域を単位とした、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）からの上り方向伝送フレームの帯域と、送出許可時刻とを指示す上り帯域制御用バイトを新たに定義して割り当て、該上り帯域制御用バイトを、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームの送出周期毎に更新することにより、各加入者側の終端装置（ＯＮＵ）への上り方向伝送帯域の割り当てをダイナミックに簡易に行うことができる。
【００２６】
図９は、１００Ｍｂｐｓピークレート保証での方式比較を示す。ＰＯＮレイヤで１００Ｍｂｐｓピークのイーサネット（登録商標）伝送を保証するシステム例として、１００Ｍｂｐｓメディアコンバータ１６加入者、ＩＥＥＥベースＧＥ−ＰＯＮを２組（１：８分岐の１ＧｂｐｓＰＯＮを２組で１６加入者）、ＩＴＵ−Ｔベースの２．４Ｇｂｐｓ  Ｇ−ＰＯＮを１組（１６分岐で１６加入者）の方式と本発明の方式とを比較した場合、次の点から本発明の方式が経済的に有望である。
【００２７】
敷設コストが同等、ファイバ芯数は最小、機器コストの主要な光モジュールについては、上りＰＯＮオーバヘッドは、まとめて５０Ｍｂｐｓの整数倍毎に一つで良く、光モジュールの低価格化に寄与し、ＩＥＥＥベースイーサネット（登録商標）サービスの仕組み導入も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
実施形態１：
図１に、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのＳＴＭ（Synchronous Transport Module）−１及びＳＴＭ−１６ｃのフレーム構成を示す。このフレームのＳＯＨ（Section Over Head）部分を、ＰＯＮのオーバヘッドとして活用し、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのフレームのペイロード部分に、イーサネット（登録商標）フレームを収容する構成とする。
【００２９】
イーサネット（登録商標）フレームのプリアンブルには、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ：Logical Link Identification）フィールドを有し、該論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を光網終端装置（ＯＮＵ）向けの論理宛て先とする。
【００３０】
図２に、イーサネット（登録商標）フレーム構成及びＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるプリアンブルの論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）フィールドを示す。このイーサネット（登録商標）フレームがＳＴＭフレームのペイロード部分にマッピングされる。
【００３１】
図３に実施形態１の構成を模式的に示す。同図に示すように、ＯＬＴからＯＮＵへの下り方向の伝送において、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームを使用し、該フレームのＳＯＨ部分をＰＯＮのオーバヘッドとして活用し、ペイロード部分にイーサネット（登録商標）フレームを収容する。イーサネット（登録商標）フレームのプリアンブルには、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を有し、該論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を光網終端装置（ＯＮＵ）向けの論理宛て先とする。
【００３２】
実施形態２：
ＯＬＴから各ＯＮＵ（厳密には論理リンク識別子（ＬＬＩＤ））宛てに送信され、各ＯＮＵの上り方向伝送フレームの送出開始時刻と送出期間を指示するゲートパケット（前述の制御フレームに相当）の構成を図４に示す。各ＯＮＵは、この送出開始時刻と送出期間に従って上りのフレームを送出する伝送制御機能を備える。該ゲートパケットは、必ずしもＩＥＥＥ８０２．３ａｈに準拠する必要はないが、自然な拡張としては同じ形式が望ましい。
【００３３】
下り方向の２．４４８ＧｂｐｓのＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームでのスクランブルＮＲＺの伝送に対して、上り方向の非対称伝送として、
（１）上り方向は、１．２２４Ｇｂｐｓで８Ｂ１０Ｂのコード変換を行うタイプ
（２）上り方向は、１．２２４ＧｂｐｓでスクランブルＮＲＺのタイプ
が考えられる。
【００３４】
また、下り方向の２．４４８ＧｂｐｓのＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームでのスクランブルＮＲＺの伝送に対して、上り方向の対称伝送として、
（３）上り方向は、２．４４８Ｇｂｐｓで８Ｂ１０Ｂのコード変換を行うタイプ
（４）上り方向は、２．４４８ＧｂｐｓでスクランブルＮＲＺのタイプ
が考えられる。
【００３５】
上記（１）のタイプは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される伝送速度１．２５Ｇｂｐｓ（８Ｂ１０Ｂのコーディングのため、１Ｇｂｐｓは１．２５Ｇｂｐｓとなる。）とは違って、新同期システムＳＤＨ／ＳＯＮＥＴの系列速度をとり、ＯＬＴとＯＮＵとは同期化される。
【００３６】
実施形態３：
図１に示すＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのフレームでは、フレーム同期用としてＳＯＨのＡ１，Ａ２バイト（Ａ１＝０ｘＦ６、Ａ２＝０ｘ２８）を使用し、誤り監視用にＢ１，Ｂ２バイト（ビットインタリーブ・パリテイ）を使用し、また、ペイロード部分に対してスクランブル処理を行う。従って、フレーム同期パターンとしては、３２ビットあれば良く、Ａ１，Ａ１，Ａ２，Ａ２バイトの４バイトあれば良い。或いは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４ｓｅｒｉｅｓ（Ｇ−ＰＯＮ）で定義されている０ｘＢ６ＡＢ３１Ｅ０を用いてもよい。また、フレーム構成は同じでもＢ１，Ｂ２バイトの位置は異なっていてもよく、ＳＯＨバイトを新たに定義し直してもよい。
【００３７】
実施形態４：
下り方向のフレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、約５０Ｍｂｐｓを単位とする各ＯＮＵからの上り帯域と送出許可時間とを指示する上り帯域制御用バイトを新たに定義して割り当て、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレーム毎に（１２５μｓ毎に）このバイトを更新する。例えば、２．４４８ＧｂｐｓのＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームを下り方向の伝送に使用する場合、４８バイトの領域をＰＯＮオーバヘッドに確保し、該４８バイトの各バイトを、順に、約５０Ｍｂｐｓ単位の上り帯域の送出を指示する情報として用い、各バイトにＯＮＵ番号を割り当てることで、その番号のＯＮＵが上り帯域を送出することができるようにする（参考：５１．８４Ｍｂｐｓ×４８＝２．４８８Ｇｂｐｓ）。また、上り方向の伝送速度が１．２２４Ｇｂｐｓの場合は、上り帯域の単位を半分の約２５Ｍｂｐｓ（上り帯域制御用バイトに４８バイトを使用する場合）とする。このとき、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈのゲートパケットは使用せず、実施形態２は適用しない。
【００３８】
図５に、前述のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのオーバヘッドを使って帯域制御を行う帯域割り当ての様態を示す。同図に示すように、下り方向のフレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に４８バイトの上り帯域制御用バイトを定義し、該４８バイトの上り帯域制御用バイトに、例えば、送信を許可するＯＮＵ番号として、第１の例では順に、１番、２番，３番、−（指定なし），７番を割り当て、第２の例では順に、１番、２番，３番、２番，２番、を割り当てる。
【００３９】
上述の第１の例の場合、１番のＯＮＵ、２番のＯＮＵ、３番のＯＮＵが順に約５０Ｍｂｐｓの上りデータの送出が許可され、次に、７番のＯＮＵが約５０Ｍｂｐｓの上りデータの送出が許可される。第２の例の場合、１番のＯＮＵ、２番のＯＮＵ、３番のＯＮＵが順に約５０Ｍｂｐｓの上りデータの送出が許可され、次に２番のＯＮＵが連続して約５０Ｍｂｐｓの上りデータの送出が許可される。
【００４０】
上り帯域制御用バイトの各バイトには、論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）が異なるパケットを複数収容することができ、このパケットのＰＯＮヘッダは１つでよい。このとき、各ＯＮＵには、遅延調整値（或いはＲＴＴ：ラウンドトリップタイム）がＯＬＴより通知されるものとする。従って、各ＯＮＵは、ＯＬＴからバーチャルに例えば２０ｋｍ離れているように、送信許可に対応することができる。
【００４１】
実施形態５：
各ＯＮＵがＯＬＴへ、各ＯＮＵで溜まっている送信データのキュー長を通知し、ＯＬＴはこの通知情報に基づき、前述のオーバヘッドを使用して帯域を割り当てる。この通知情報は、例えば、図６に示すようなＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるレポート形式により通知する構成とすることができる。或いは、簡単に上り方向フレームのＰＯＮオーバヘッドに１バイトレポート領域を定義し、５０Ｍｂｐｓ単位の帯域で、あと幾つの帯域がキューを一掃するのに必要かを知らせる。例えば、あと１５０Ｍｂｐｓの帯域が必要である場合、通知する単位帯域の個数として３（＝１５０Ｍｂｐｓ÷５０Ｍｂｐｓ）を通知する。
【００４２】
実施形態５’：
前述の上り帯域割り当てにおいて、各ＯＮＵからの上り帯域割り当て要求が、割り当て可能な帯域を越える場合、各ＯＮＵのサービス要求レベル応じ、各ＯＮＵでの公平性を保ちながら、ダイナミックに帯域を割り当てる。例えば、アクティブなＯＮＵにまず５０Ｍｂｐｓの帯域を割り当て、次に上り帯域割り当て要求で５０Ｍｂｐｓよりも多くの帯域を必要としているＯＮＵに順繰りに帯域を割り当て、不足を生じた場合は、次のフレームの帯域割り当ての際に、前回割り当てられなかったＯＮＵを優先して帯域を割り当てる。上り帯域割り当て要求のないＯＮＵに対しては、帯域を割り当てずにスキップする。上り帯域に割り当て可能な帯域に余りが生じている場合は、上り帯域割り当て要求を行っているＯＮＵに順々に帯域を割り当てていく。
【００４３】
実施形態５”：
前述の約５０Ｍｂｐｓ単位で各ＯＮＵからの上り帯域を指示する領域（上り帯域制御用バイト）を定義する場合、各ＯＮＵからの上り帯域割り当ての最低帯域要求を満たすために、アクティブなＯＮＵ（通信可能な状態になったＯＮＵ）の帯域を確保し、残りの帯域を各ＯＮＵの要求に応じて最大許可帯域を越えない範囲で割り当てる。
【００４４】
実施形態６：
下りフレームのＰＯＮオーバヘッド部分（ＳＯＨ部分）には、各ＯＮＵとＯＬＴとが個別に監視制御情報をやり取りする監視制御バイトの領域として、例えば各ＯＮＵ当たり１３バイトを定義する。ここで一例として挙げた１３バイトは、ＯＭＣＩ（ONT Management Control Interface）チャンネルとしてＢ−ＰＯＮで活用されているバイトである。
実施形態６’：
また、各ＯＮＵからの上りフレームには、ＯＬＴと個別に監視制御情報をやり取りする領域として、例えば各ＯＮＵ当たり１３バイト／１２５μｓの領域をＰＯＮオーバヘッドに具備する。又は、各ＯＮＵ当たり６４バイト／１２５μｓのパケットを送出する機能を具備する。このように、上り方向にも各ＯＮＵの監視制御バイトを定義することで、ＯＬＴとの間で監視制御情報のスムーズな受け渡しができることとなる。
【００４５】
実施形態７：
各ＯＮＵからの上り信号は、ＰＯＮオーバヘッド部分とペイロード部分から成り、図７に示すように、ＰＯＮオーバヘッド部分は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるガードタイム、レーザｏｎ／ｏｆｆ時間、ＯＬＴ受信器ｓｅｔ−ｕｐ時間、クロック抽出時間、バイト位相抽出デリミッター時間から成り、ペイロード部分は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるようなイーサネット（登録商標）パケット（プリアンブル含む）の形態を収容する。プリアンブルに論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を具備する（図２）。
【００４６】
実施形態７’：
前記実施形態４又は５で説明した、各ＯＮＵからの上りフレームの送信許可の指示に際して、各ＯＮＵが複数の論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を有する場合、論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）が異なったパケットを収容して転送する。図５に示すように、論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）が異なるパケットを収容することを可能とすることで、帯域使用の効率向上を図ることができる。
【００４７】
実施形態８：
前述の実施形態４で説明したように、下りフレームのＰＯＮのオーバヘッド部分に、約５０Ｍｂｐｓ単位での各ＯＮＵからの上り帯域と送出許可時刻とを指示する上り帯域制御用バイトにより、或るＯＮＵが連続して上り帯域を割り当てられた場合、該ＯＮＵは、連続して送出する上り方向のパケットの後続するパケットのＰＯＮオーバヘッドを省略して転送する構成とする。
【００４８】
前述の説明では、５０Ｍｂｐｓ帯域内でのＰＯＮヘッダはまとめて１つでよいと説明したが、５０Ｍｂｐｓの整数倍の帯域を割り当てる場合にも同様にＰＯＮオーバヘッドを省略することができる。こうすることにより、光モジュールの低コスト化を図ることができる。
【００４９】
実施形態９：
実施形態１において図１に示すように、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのペイロード部分に収容されるパケットが、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．３で定義されるオーバヘッドを有し、ポートＩＤをＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）相当の光網終端装置（ＯＮＵ）向けの論理宛て先とする。ペイロード部分に収容されるパケットがＩＥＥＥで定義されるイーサ（登録商標）パケットのみならず、ＩＴＵ−Ｔ標準も含む構成とすることができる。
【００５０】
実施形態９’：
実施形態１において、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのペイロード部分に収容されるパケットが、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるオーバヘッドを有しているか、或いは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．３で定義されるオーバヘッドを有しているかを示すパケット種別識別情報を、ＰＯＮオーバヘッドの或る特定のバイト又はビットを用いて表現する。
【００５１】
実施形態１０：
各ＯＮＵからの上り信号は図７に示すように、ＰＯＮオーバヘッド部分とペイロード部分から成り、ＰＯＮオーバヘッド部分は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．２で規定されるプログラム設定可能なガードタイム、受信器ｓｅｔ−ｕｐ時間、クロック抽出時間、バイト位相抽出デリミッター時間から成り、ペイロード部分は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．３で定義されるオーバヘッド（パケット長、ポートＩＤ等）を有するイーサネット（登録商標）パケット（プリアンブル含まない）の形態を収容する構成とする。実施形態７に対して、各ＯＮＵからの上り信号について、ＩＴＵ−Ｔベースのイーサネット（登録商標）パケットを収容する構成とする。図８に上りＰＯＮ信号構成（ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４  ｓｅｒｉｅｓ）を示す。
【００５２】
実施形態１０’：
各ＯＮＵからの上り信号については、実施形態１０と同様にＰＯＮオーバヘッド部分とペイロード部分とからなり、実施形態４又は５の各ＯＮＵからの上り帯域のパケット許可の指示に際しては、各ＯＮＵが複数のポートＩＤを有する場合、ポートＩＤが異なったパケットを収容して転送することを可能とする。実施形態７’のＩＴＵ−Ｔベースのイーサネット（登録商標）パケットを収容する場合の構成である。
【００５３】
実施形態１１：
ＯＬＴと各ＯＮＵとの間で、常時使用可能なＴＤＭ信号（例えば、電話サービス用のバイト）を、下りフレームではＰＯＮのオーバヘッドの領域に、上りフレームではＰＯＮのオーバヘッド又はペイロードに定義する。下りフレームのＰＯＮオーバヘッドの領域は、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームのＳＯＨ部分に定義すればよく、上りフレームは、例えば、実施形態７、７’の場合は、ＰＯＮのペイロード領域に、ＯＮＵ当たり６４バイト／１２５μｓのパケットを送出するように定義し、実施形態１０、１０’の場合は、ＰＯＮのオーバヘッド領域の、デリミッターの後に定義する。これにより、常時使用可能なＴＤＭ信号の帯域を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明によるＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレームによるＰＯＮフレーム構成法を示す図である。
【図２】イーサネット（登録商標）フレーム構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図４】ゲートパケットの構成を示す図である。
【図５】本発明による帯域割り当ての態様を示す図である。
【図６】ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されるレポート形式を示す図である。
【図７】ＯＮＵからの上り信号を示す図である。
【図８】上りＰＯＮ信号構成（ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４  ｓｅｒｉｅｓ）を示す図である。
【図９】１００Ｍｂｐｓピークレート保証での方式比較を示す図である。
【図１０】高速ＰＯＮ光アクセスシステム（Ｇ−ＰＯＮ／ＧＥ−ＰＯＮ）を示す図である。
【図１１】ギガビットＰＯＮの概要を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
ＯＮＵ  加入者側の終端装置
ＯＬＴ  局側の端局装置
ＰＯＮ  受動型光ネットワーク
【図１】
2006237769.tif 000003
【図２】
2006237769.tif 000004
【図３】
2006237769.tif 000005
【図４】
2006237769.tif 000006
【図５】
2006237769.tif 000007
【図６】
2006237769.tif 000008
【図７】
2006237769.tif 000009
【図８】
2006237769.tif 000010
【図９】
2006237769.tif 000011
【図１０】
2006237769.tif 000012
【図１１】
2006237769.tif 000013